- •С.Б. Бокуть, в.Э. Сяхович практикум по общей и экологической биохимии
- •Часть III
- •Содержание
- •Лабораторная работа № 7
- •Углеводы
- •Классификация, структура и изомерия углеводов
- •Моносахариды или простые сахара
- •Стереоизомерия моносахаридов
- •Аномерия
- •Пиранозные и фуранозные кольцевые структуры моносахаридов
- •Сложные углеводы
- •Дисахариды
- •Олигосахариды
- •Полисахариды
- •Гомополисахариды
- •Химические свойства углеводов
- •Реакция с фуксин-сернистой кислотой
- •Реакция «серебряного зеркала»
- •Реакция Троммера на моносахариды
- •Реакция с фелинговой жидкостью
- •Реакция Ниландера
- •Реакция Барфеда (позволяет отличать восстанавливающие дисахариды от моносахаридов)
- •Метиленовая проба
- •Качественные реакции на углеводы р еакция Толленса (проба с нафторезорцином)
- •Реакция на углеводы с -нафтолом
- •Р еакция на сахара с антроном
- •Р еакция на кетозы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Тема: химические свойства углеводов Редуцирующая способность альдоз и некоторых дисахаридов Реакция «серебряного зеркала»
- •Оформление работы
- •Лабораторная работа № 8
- •Гликопротеины и протеогликаны
- •Гликопротеины
- •Моносахариды, обнаруживаемые в гликопротеинах
- •Нуклеотидсахара
- •Экзогликозидазы и эндогликозидазы
- •Классификация гликопротеинов
- •Процессинг олигосахаридной цепи
- •Регуляция гликозилирования гликопротеинов
- •Протеогликаны и гликозаминогликаны
- •Гиалуроновая кислота
- •Хондроитинсульфаты
- •Кератансульфат I и кератансульфат II
- •Гепарин
- •Гепарансульфат
- •Дерматансульфат
- •Функции гликозамингликанов и протеогликанов
- •Установление гликопротеиновой природы овальбумина и методы количественного определения углеводов Установление гликопротеиновой природы овальбумина
- •Литература
- •Тема: гликопротеины и протеогликаны Установление гликопротеиновой природы яичного альбумина Получение препарата яичного альбумина
- •Доказательство наличия углеводного фрагмента в яичном альбумине
- •Тема: методы количественного определения углеводов Определение концентрации глюкозы в крови орто-толуидиновым методом
- •Определение глюкозы в крови глюкозооксидазным методом
- •Оформление работы
- •Лабораторная работа № 9
- •Углеводный обмен
- •Гликолиз
- •Подготовительная стадия гликолиза
- •Фосфорилирование глюкозы
- •Превращение глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат
- •Фосфорилирование фруктозо-6-фосфата
- •Расщепление фруктозо-1,6-дифосфата
- •Взаимопревращение фосфотриоз
- •Стадия запасания энергии в гликолизе
- •Окисление глицеральдегид-3-фосфата
- •Перенос фосфатной группы от 1,3-дифосфоглицерата на adp
- •Превращение 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат
- •Дегидратация 2-фосфоглицерата
- •Перенос фосфатной группы с фосфоенолпирувата на adp
- •Восстановление пирувата до лактата
- •Итог гликолиза
- •Брожение
- •Метаболизм других важнейших сахаров Обмен моносахаридов
- •Обмен дисахаридов
- •Пентозофосфатный путь
- •Дыхание
- •Подготовительная стадия
- •Цикл Кребса
- •Итог цикла Кребса
- •Окислительное фосфорилирование
- •Изучение эффективности протекания гликолиза в миоцитах
- •Принципы методов Определение концентрации глюкозы глюкозооксидазным методом
- •Определение молочной кислоты с п-оксидифенилом
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Тема: обмен углеводов Получение препарата мышечного экстракта для изучения гликолиза Приготовление мышечного гомогената
- •Получение мышечного экстракта
- •Гликолиз и его регуляция
- •Изучение влияния концентрации атр на скорость гликолиза
- •Изучение влияния уровня амр на скорость гликолиза
- •Изучение влияния цитрата на скорость гликолиза
- •Определение глюкозы в пробах глюкозооксидазным методом
- •Определение молочной кислоты по реакции с п-оксидифенилом
- •Оформление работы
- •Приложение 1. Структурные формулы основных моносахаридов
- •Часть III
Литература
Страйер Л. Биохимия. В 3-х т. Т 1,2,3. М.: Мир, 1985.
Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия. М.: Просвещение, 1987.
Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека. В 2-х т. Т 1,2. М.: Мир, 1993.
Горячковский А.М. Справочное пособие по клинической биохимии. Одесса: ОКФА, 1994.
Степанов В.М. Молекулярная биология: структура и функции белков. Под ред. А.С. Спирина. М.: Высшая школа, 1996.
Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1998.
Кольман Я., Рем К.-Г. Наглядная биохимия. М.: Мир, 2000.
Зайчик А.Щ., Чурилов Л.П. Основы патохимии. Санкт-Петербург: ЭЛБИ-СПб, 2000.
Чиркин А.А. Практикум по биохимии. Мн.: Новое знание, 2002.
Ход работы
Тема: химические свойства углеводов Редуцирующая способность альдоз и некоторых дисахаридов Реакция «серебряного зеркала»
В две пробирки вносят по 3 капли 0.2 М раствора AgNO3 и 5 капель 2 М NaOH.
Добавляют по каплям 2 М раствор NH4OH до полного растворения образовавшегося осадка.
Затем в первую пробирку приливают 5 капель 0.5% раствора глюкозы, во вторую – столько же 0.5% раствора фруктозы.
Обе пробирки подогревают на водяной бане.
Отмечают появление либо черного осадка, либо блестящего зеркального налета на стенках одной из пробирок (последнее наблюдается, если стенки пробирок химически чистые – вымыты с помощью «хромовой смеси»).
Делают выводы о восстанавливающей способности глюкозы и фруктозы.
Реакция Троммера
В четыре пробирки наливают по 2 мл 2% раствора глюкозы, фруктозы, сахарозы и лактозы (мальтозы), соответственно.
К ним приливают по 2 мл 10% раствора NaOH.
Далее в каждую пробирку добавляют по каплям 5% раствор CuSO4 до появления неисчезающей мути Cu(OH)2.
Затем пробирки нагревают до появления окраски.
Делают выводы о восстанавливающей способности данных моно- и дисахаридов.
Реакция с фелинговой жидкостью
В четыре пробирки наливают по 2 мл 2% раствора глюкозы, фруктозы, сахарозы и лактозы (мальтозы), соответственно.
К этим растворам приливают по 2 мл фелинговой жидкости.
Далее пробирки нагревают до кипения.
Отмечают появление окраски.
Делают выводы о восстанавливающей способности данных моно- и дисахаридов.
Сравнивают полученные результаты с предыдущей реакцией.
Реакция Ниландера
В четыре пробирки наливают по 2 мл 2% раствора глюкозы, фруктозы, сахарозы и лактозы (мальтозы), соответственно.
К этим растворам приливают по 2 мл реактива Ниландера.
Пробирки осторожно кипятят около 2 мин.
Отмечают появление окраски.
Делают выводы о восстанавливающей способности данных моно- и дисахаридов.
Реакция Барфеда
В две пробирки наливают по 5 мл реактива Барфеда.
В первую пробирку добавляют 1 мл 2% раствора глюкозы, а во вторую – 2% раствора лактозы (мальтозы).
Обе пробирки нагревают на водяной бане в течение 10 мин.
Отмечают появление окраски.
Делают выводы о восстанавливающей способности редуцирующих моно- и дисахаридов в нейтральной и кислой средах.
Метиленовая проба
В три пробирки наливают по 1 мл 2% раствора глюкозы, сахарозы и лактозы (мальтозы), соответственно.
В каждую пробирку прибавляют по 5 капель 5% водного раствора метиламинохлорида.
Пробирки помещают в кипящую водяную баню на 10 мин.
Далее смеси сильно подщелачивают 7 каплями 20% раствора NaOH.
Отмечают появление окраски и делают выводы.
Доказательство существования моносахаридов в растворе в циклической форме
Реакция с фуксиносернистой кислотой
В три пробирки наливают по 1 мл 2% раствора глюкозы, фруктозы и формальдегида, соответственно.
В каждую пробирку прибавляют по 0,5 мл раствора фуксиносернистой кислоты.
Содержимое пробирок встряхивают.
Отмечают появление окраски и делают выводы.
Тема: МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ УГЛЕВОДОВ
Качественные реакции на углеводы
Проба на углеводы с нафторезорцином (реакция Толленса)
В разные пробирки наливают по 3 мл 2% растворов различных углеводов.
В каждую пробирку добавляют по 0.5 мл 1% спиртового раствора нафторезорцина и такой же объем концентрированной соляной кислоты.
Смеси осторожно нагревают до кипения, кипятят 1 мин и затем охлаждают.
В каждую пробирку добавляют по 1 мл эфира и содержимое пробирок взбалтывают.
Отмечают различное окрашивание эфирного слоя и делают выводы.
Реакция на углеводы с -нафтолом
К 10-ти каплям 2% раствора глюкозы прибавляют 4 капли -нафтола.
Осторожно наслаивают из пипетки 1 мл концентрированной серной кислоты.
Отмечают появление окрашенного кольца на границе двух жидкостей и делают выводы.
Реакция на углеводы с антроном
К 5-ти каплям 2% растворов глюкозы и фруктозы прибавляют по 8 капель раствора антрона в концентрированной серной кислоте.
Пробирки встряхивают и оставляют на 20 минут при комнатной температуре.
Отмечают появление окраски и делают выводы.
Проба на кетозы с резорцином
В две пробирки наливают по 2 мл 2% раствора фруктозы и глюкозы, соответственно.
Далее в каждую пробирку добавляют по 3 капли реактива Селиванова и нагревают до кипения.
Наблюдают окрашивание и делают выводы.
Реакция на пентозы
Проба с анилином
К 1 мл 2% раствора рибозы (ксилозы) добавляют 1 мл концентрированной соляной кислоты.
Смачивают полоску фильтровальной бумаги раствором анилина.
Кипятят содержимое пробирки, держа бумажку, смоченную анилином, в парах.
Наблюдают окрашивание фильтровальной бумаги и делают выводы.
Проба с орцином
К 1 мл 2% раствора рибозы (ксилозы) приливают 1 мл орцинового реактива.
Смесь нагревают на кипящей водяной бане в течение 20 мин.
Отмечают появление окраски и делают выводы.
Проба с тимолом
К 1 мл 2% раствора рибозы (ксилозы) добавляют 3 капли 1% спиртового раствора тимола.
Затем по стенке осторожно наслаивают 1 мл концентрированной серной кислоты.
Отмечают появление окрашенного кольца на границе двух жидкостей и делают выводы.
Реакция на дезоксипентозы с дифениламином
К 1 мл 2% раствора дезоксирибозы добавляют 2 мл раствора дифениламина.
Реакционную смесь кипятят в течение 10 мин.
Наблюдают окрашивание и делают выводы.
Реакция на сахарозу
К 2 мл 2% раствора сахарозы приливают 1 мл 5% раствора NaOH.
Далее к смеси добавляют 5 капель 2% раствора Co(NO3)2.
Наблюдают окрашивание и делают выводы.
Реакция Мальфатти на лактозу
К 1 мл 2% раствора лактозы прибавляют 2 капли 10% раствора NaOH.
Далее к смеси приливают 0,5 мл концентрированного NH4OH.
Пробирку помещают в водяную баню на 15 мин.
Наблюдают окрашивание и делают выводы.
Реакция на полисахариды (с раствором Люголя)
К 1 мл 0.25% раствора полисахарида (крахмала) приливают 2 капли реактива Люголя.
Наблюдают появление окраски и делают выводы.
Разделение углеводов методом бумажной хроматографии
На полоске хроматографической бумаги отмечают линию старта (1-1,5 см от края бумаги), а так же места нанесения стандартных растворов углеводов и анализируемой смеси.
Микропипеткой наносят на хроматографическую бумагу по 2л каждого раствора. Нанесение проводят в несколько приемов, следя за тем, чтобы пятно раствора не растекалось более чем на 3 мм. Каждую последующую порцию раствора наносят после полного высыхания предыдущей, что определяют по исчезновению просвечивания бумаги в точке нанесения.
Места нанесения образцов высушивают.
Параллельно готовят растворитель изопропанол : вода в соотношении 4:1 объемом 20 мл.
Растворитель заливают в хроматографическую камеру, герметично закрывают и оставляют на некоторое время для насыщения камеры парами растворителя.
Бумажную полоску помещают в хроматографическую камеру. Хроматографическое разделение заканчивают, когда фронт растворителя переместится к противоположному концу полоски бумаги (2-3 см от края).
Хроматограмму высушивают.
Углеводы идентифицируют путем опрыскивания хроматограммы 1% водным раствором KMnO4, содержащим 2% Na2CO3, и последующего высушивания полоски бумаги при комнатной температуре.
Спиртосахара, гликозиды, восстанавливающие, невосстанавливающие сахара дают желтые пятна на пурпурном фоне, а затем (со временем) серые пятна на коричневом фоне.
Определяют значения Rf стандартов углеводов и углеводов в анализируемой смеси. Идентифицируют углеводы, содержащиеся в анализируемой смеси.
